紅外相機技術在河北霧靈山國家級自然保護區中的應用

陳彩霞

(河北霧靈山國家級自然保護區管理中心，河北 興隆 067300)

1 引言

紅外相機技術具有投入少、非損傷、工作時間長、不受地形限制、獲取信息量大等優點，并可在一定程度上彌補傳統調查方法的不足，已被廣泛的應用于野生動物資源的調查、種群評估和珍稀物種的保護等領域[1～4]。率先將自動感應照相系統應用于野生動物調查的保護區是云南高黎貢山自然保護區[5]，此項技術的應用彌補了我國多數自然保護區在野生動物監測能力的不足，有效地推動了我國野生動物資源常態監測網絡體系和監測數據公共信息平臺的建立，緩解了我國自然保護區管理和生物多樣性保護中面臨的突出問題[6]。近年來，紅外相機技術在我國各類自然保護區中應用發展較快，多數自然保護區在生物多樣性研究和珍稀物種的動態監測中取得實效[7～10]。

霧靈山保護區在2015年將紅外相機技術應用于野生動物資源的調查和管護中，5年來，獲得了清晰的物種圖像，補充了保護區獸類和鳥類的本底資料，初步摸清了保護區內獸類物種的多樣性及分布，為以后進一步開展野生動物資源調查、活動節律和動物行為研究提供數據基礎和技術支撐，以期為不同生境類型的保護區進行野生動物資源的調查和管護提供借鑒。

2 霧靈山保護區概況

河北霧靈山國家級自然保護區位于興隆縣西北部，地理坐標為東經117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′,總面積14310.2 hm2，南北跨度為24 km，分為核心區，緩沖區和實驗區，在動物地理區劃上劃分，處于中日界和古北界的交界上和蒙新區與華北區的交界處，野生動植物資源豐富，據1966年進行資源調查研究發現區內有陸生野生脊椎動物173種，被專家學者譽為“華北野生物種基因庫”[11,12]。近年來，霧靈山保護區的工作人員對區內的植物資源和野生動物資源做了一系列的調查研究，為霧靈山保護區的資源保護和進一步開展科學研究提供了基礎[13～15]。

3 紅外相機布設及工作情況統計

2015～2019年霧靈山保護區根據試驗設計布設紅外相機(圖1)，主要集中于實驗區和核心區。

圖1 霧靈山保護區2015～2019年紅外相機監測地分布

2015～2019年紅外相機具體布設點和工作情況如表1所示， 2015年共安放紅外相機40臺。2016年1月至2017年12月，霧靈山保護區與北京林業大學合作進行了霧靈山保護區的野生動物資源本底調查，共選取13個樣地，布設了56臺相機。2018年，霧靈山保護區設計監測6條線，選取了20個監測點。2019年共監測7個樣地，安放42臺相機。紅外相機使用的有效率在2.08%～8.40%之間。

4 紅外相機技術在野生動物資源中的應用

4.1 獸類

目前霧靈山保護區采用紅外相機技術發現的獸類共5目10科14種，參考《中國野生哺乳動物》[16]《中國動物地理》[17]《中國哺乳動物多樣性》[18]和河北省重點保護陸生野生動物名錄[19]對其分析如表2所示。從分類看，共10科，其中鹿科1種，鼬科3種，松鼠科3種，貓科1種，猬科1種，豬科1種，犬科1種，牛科1種，兔科1種，靈貓科1種。從地理、分布型劃分，古北型7種，東洋型4種，季風型3種。從保護級別劃分，國家二級保護動物1種，省級保護動物9種。涉及瀕危野生動物物種國際貿易公約4種，附錄Ⅰ1種，附錄Ⅱ1種，附錄Ⅲ2種，其中斑羚屬于按照自然保護聯盟(IUCN)物種紅色名錄被估為“易危(VU)”，其他物種為“無危(LC)”。

霧靈山保護區野生動物本底資源調查直接確認的獸類共20種，應用紅外相機技術記錄14種，占直接確認獸類的70%，表明紅外相機技術可作為霧靈山保護區進行野生獸類資源的調查和監測的重要手段。未被紅外相機記錄的物種多為鼠類，可能由于鼠類多為夜行性物種，且體型較小、移動迅速，紅外相機不易捕捉到，捕捉到的一些影像資料也無法鑒定物種[20]，有的保護區應用紅外相機進行野生動物資源調查時，不將其統計在內[21]。

表1 2015～2019年紅外相機布設及使用情況

4.2 鳥類

據1996年李春秋等研究人員調查，霧靈山保護區內鳥類豐富，共111種，其中夏候鳥38種，留鳥40種，旅鳥25種，冬候鳥8種[22]。本次本底資源調查根據文獻記載與實地考察統計，區內共分布鳥類16目45科181種，其中夏候鳥62種，留鳥52種，旅鳥47種，冬候鳥20種，較之前記載多發現了70種。2015～2019年，霧靈山保護區應用紅外相機記錄到的鳥類為4目6科10種，均為常見普通種，可能是由于鋪設樣地選擇偏向獸類研究，相機的鋪設時間較短等原因造成的，劉芳等研究認為應用紅外相機技術研究鳥類多樣性可根據不同海拔梯度布設安放點，監測不同層次結構的鳥類物種的多樣性[23]。

4.3 關于豬獾、狍和勺雞的日活動節律進行研究

動物行為學研究的重要內容包括動物的活動節律和時間分配，且動物的活動節律和時間分配是動物長期適應生境而形成的行為，對其進行研究有助于分析物種的生存環境及適應情況[24]，而紅外相機能夠在野外連續工作24 h不間斷，因此很多研究學者將紅外相機技術應用到野生動物的行為學研究中[20，25，26]。

霧靈山保護區應用紅外相機技術研究了區內代表物種豬獾、狍和勺雞的日活動節律，如圖2所示，豬獾的活動首次高峰出現在02:00～04:00，次高峰出現在22:00～24:00，可見豬獾是典型的夜行動物，在夜間比較活躍，紅外相機捕捉到取食影像；狍的活動高峰出現在清晨(6:00)和黃昏(18:00)，屬晨昏活動型動物；勺雞在清晨活躍，峰值出現在06:00～08:00，活動主要集中在白天，屬晝行動物。霧靈山保護區目前已掌握了豬獾、狍和勺雞的日活動規律，可根據研究成果制定相應的保護措施。

表2 霧靈山保護區應用紅外相機技術發現的獸類物種

圖2 豬獾、狍和勺雞的日活動節律

5 霧靈山保護區應用紅外相機技術下一步的研究方向

5.1 珍稀物種金錢豹的監測

霧靈山保護區應用紅外相機的目的之一是拍攝區內國家一級保護野生動物—金錢豹。保護區在20世紀80年代采集到一具成年雌性金錢豹尸體，近年來周邊村民有人見到過大型貓科動物的腳印，但由于區域較大、監測方法局限、金錢豹活動區域大等原因，一直未采集到金錢豹存在的直接證據。目前應用紅外相機技術已縮小金錢豹的研究區域，霧靈山保護區將根據相關研究[27，28]，提高布設的科學性，加大發現的機率。

5.2 斑羚生境和行為學研究

斑羚在華北、東北地區俗稱“青羊” 或者“山羊”，廣泛分布于亞洲東部的俄羅斯東部、朝鮮、印度北部、尼泊爾和克什米爾等地，以及我國的大部分，主要棲居在林密谷深、陡峭險峻的山地，性情孤僻，喜歡單獨活動，或者結成2,3只的小群，屬國家二級野生動物，按照自然保護聯盟(IUCN)物種紅色名錄被估為“易危(VU)”物種。斑羚在霧靈山保護區內分布較廣，霧靈山保護區在5個探測點均拍攝到斑羚，大致掌握了斑羚的活動范圍，將對其進行生長環境和行為學的研究，為保護區制定保護政策提供依據。

5.3 鳥類多樣性的監測

鳥類在生物鏈中屬于較高營養級別的消費者，是生物多樣性的重要組成部分，對環境變化敏感程度較高，能在短時間內做出響應，可作為研究生態系統平衡及環境質量的指示種[29]。近年來，我國各類保護區和森林公園等對鳥類的研究越來越重視，陳奕欣、高歌和劉佳琪等研究人員利用紅外相機技術對研究區內鳥類的多樣性及群落結構等進行研究，為資源的保護和管理提供依據[30～32]。霧靈山保護區屬暖溫帶森林生態系統，植被垂直分布明顯，自下而上分別為松櫟林帶、落葉闊葉林帶、針闊混交林帶、寒溫性針葉林帶和亞高山草甸帶，有研究顯示林地植被的垂直結構是影響鳥類多樣性的主要原因[33]，霧靈山保護區將應用紅外相機技術對區內的鳥類資源分布及群落結構進行分析研究，補充鳥類多樣性的資料，為保護區的鳥類資源管護提供數據基礎。

6 結語

自然保護區對動物資源的調查和生物多樣性的監測是進行資源管護的基礎工作，也是一項長期而艱巨的工作。霧靈山保護區將利用紅外相機技術開展對金錢豹、斑羚和鳥類多樣性的研究，使保護區及時了解野生動物資源的動態變化，掌握珍稀瀕危物種的生存環境變化，為保護區的資源保護和管理規劃提供基礎資料[34]。